Skip to main content

SWIR ASTER band ratios for lithological mapping and mineral exploration: a case study from El Hudi area, southeastern desert, Egypt

استخدام تقنية قسمة النطاقات لبيانات الأستر للتخريط الصخري والتنقيب المعدني : دراسة حالة من منطقة الهودى ، جنوب الصحراء الشرقية ، مصر

Abstract

This study aims to discriminate and to map the basement rocks as well as the barite mineralization exposed at El Hudi area, Southeastern Desert, Egypt using the processed short-wave infrared bands of advanced space-borne thermal emission and reflection radiometer (ASTER) in collaboration with the field verification and petrographic analysis. El Hudi area is covered dominantly by the Late Precambrian high-grade metamorphic complex of metasedimentary rocks (gneisses, schists, migmatites, and minor amphibolites) which are intruded by the younger granitoids. Nubian sandstones unconformably overlie the basement outcrops and occur as a remnant caps. The metasedimentary rocks cover the area of interest forming a belt of biotite gneisses and migmatites intercalated with hornblende biotite schists and minor amphibolites. Their exposures exhibit well-foliated and banded structures. The metasedimentary rocks have gray and dark gray image signatures on the ASTER band ratio image 8/5, which correspond to biotite gneiss, migmatites, and hornblende biotite schists, respectively. Presence of absorption feature near band 8 (2.295 – 2.365 μm) for the chlorite alteration product is probably responsible for the lowering of the 8/5 band ratio value and the dark gray image signature exhibited by hornblende biotite schists. The granitoid rocks in El Hudi area are late to postorogenic younger granitoids including three main rock types, Abu Aggag granites, El Hudi garnetiferous muscovite granites, and coarse-grained biotite granites. The acidic dykes are cutting across the granitoids and the gneisses and they form a highly elevated ridges and peaks showing sharp contact with the invaded rocks. Abu Aggag granites are highly dissected by great number of both strike- and dip-slip faults as well as joints trending in NNW–SSE, NNE–SSW, N–S, ENE–WSW, and WNW–ESE directions. On 7/8 band ratio image, Abu Aggag granites have dark gray image signature whereas postgranitic dykes have white image signature. Under the microscope, Abu Aggag granites are homogenous medium to coarse-grained rocks composed mainly of quartz, plagioclase, microcline, and biotite. Zircon, apatite, and opaques are accessories, while chlorite, kaolinite, and epidote are secondary minerals. Presence of absorption feature around band 7 (2.235–2.285 μm) for the kaolinite mineral may be responsible for the dark gray image signature exhibited by Abu Aggag granites. El Hudi garnetiferous muscovite granites are hosting El Hudi barite veins which extend mainly in NNW–SSE and NW–SE. Garnetiferous muscovite granites have gray image signature on 5/4 band ratio image whereas pegmatites and postgranitic dykes have black image signature. Barite veins can be distinguished within garnetiferous muscovite granites by their dark gray image signature on 5/4 band ratio image. The spectral reflectance curve of barite exhibits absorption feature around 2.1 μm (band 5), which leads to lower the ratio value and yields the dark image signature to barite veins. The above-described ASTER band ratio images were integrated into one false-color composite image (8/5:R; 5/4G; and 7/8B) which was used to produce 1:100,000 geological map for El Hudi area and to locate the barite mineralization.

الخلاصة

هذه الدراسة تهدف إلى تمييز وتخريط صخور القاعدة وكذلك تحديد تمعدن الباريت بمنطقة الهودى - جنوب الصحراء الشرقية – مصر، وذلك باستخدام بيانات الأستر بالاضافة للبيانات التى جمعت من الدراسات الحقلية والمجهرية. منطقة الهودى تغطى بمجموعة معقدة من صخور البريكامبرى المتحولة ذات الأصل الرسوبى (رسوبيات متحولة) والتى تشمل صخور النايس والمجماتيت والشيست والأمفيبولايت. هذه الصخور المتحولة تداخل فيها صخور الجرانيت الحديث،أما الحجر الرملى النوبى فإنه يوجد كغطاء سطحى يعلو صخور البريكامبرى سابقة الذكر ويفصله عنها سطح عدم توافق. صخور الرسوبيات المتحولة التى تغطي منطقة الدراسة تشكل حزام من البيوتايت نايس والمجماتيت و الهورنبلند-بيوتايت شيست مختلطا معها قليلا من صخور الأمفيبولايت. مكاشف هذه الصخور تعرض عملية التورق الصخرى بصورة جيدة، وتظهر فى صورة قسمة نطاقات الأستر(8\5) باللون الرمادى (البيوتايت نايس والمجماتيت) والرمادى الداكن (الهورنبلند-بيوتايت شيست). وجود خاصية الامتصاص بالقرب من الحزمة 8 (2.295 - 2.365 ميكرومتر) للكلورايت الناتج من التغير المعدنى يجعله هو المسئول عن تخفيض قيمة القسمة (8\5) لذا يظهر الهورنبلند بيوتايت شيست فى الصورة باللون الرمادي الداكن. صخور الجرانيت فى منطقة الهودى تصنف إلى ثلاث أنواع هى جرانيت أبو عجاج وجرانيت الهودى الماسكوفيتى وجرانيت الهودى البيوتايتى. جرانيت أبو عجاج يظهر باللون الرمادي الداكن فى صورة نسبة حزم الأستر (7\8) بينما القواطع تظهر بيضاء. الدراسة المجهرية أوضحت أن جرانيت أبو عجاج يتكون أساسا من معادن الكوارتز والبلاجيوكليز والميكروكلين والبيوتايت. يتواجد الزركون والأباتيت كمعادن إضافية، في حين يوجد الكلورايت والكولنيت والابيدوت كمعادن ثانوية. وجود خاصية الامتصاص للكولنيت حول حزمة الأستر 7 (2.235 - 2.285 ميكرومتر) قد تكون مسئولة عن ظهور جرانيت أبو عجاج باللون الرمادي الداكن فى صورة قسمة النطاقات (7\8). جرانيت الهودى الماسكوفيتى يستضيف تمعدن الباريت الذى يوجد فى شكل عروق باريت قاطعة للجرانيت وتمتد فى الاتجاه (شمال شمال غرب-جنوب جنوب شرق وشمال غرب-جنوب شرق). جرانيت الهودى الماسكوفيتى يظهر فى صورة قسمة النطاقات (5\4) باللون الرمادى بينما عروق البجماتيت والقواطع تظهر سوداء على الصورة. عروق البارات يمكن تمييزها داخل الجرانيت الماسكوفيتى باللون الرمادي الداكن على صورة قسمة النطاقات (5\4). إن منحنى الانعكاس الطيفيى لمعدن الباريت يوضح خاصية الامتصاص حول 2.1 ميكرومتر (حزمة الأستر 5) الأمر الذي يؤدي إلى انخفاض قيمة النسبة (5\4) وبالتالي ظهور عروق الباريت باللون الداكن. صور قسمة النطاقات لبيانات الأستر التى تم وصفها أعلاه، دمجت فى صورة ملونة واحدة لتعطى صورة نسب مركبة ذات ألوان كاذبة (8\5:R ؛ 5\4G & 7\8B). هذه الصورة المركبة استخدمت لإنتاج خريطة جيولوجية لمنطقة الهودى بمقياس رسم 1:100000 وتم تحديد مكان تمعدن الباريت فى المنطقة على الخريطة.

This is a preview of subscription content, access via your institution.

Fig. 1
Fig. 2
Fig. 3
Fig. 4
Fig. 5

References

  • Attia M (1955) Topography, geology and iron-ore deposits of the district east of Aswan. Egyptian Geological Survey Bulletin. Editions Universitaires d'Egypte, Cairo, pp 1–262

    Google Scholar 

  • Clark RN, Swayze GA, Gallagher AJ, King TVV, Calvin WM (1993) The U.S. Geological Survey, Digital Spectral Library: version 1: 0.2 to 3.0 microns: U.S. Geological Survey Open File Report 93–592, pp 1340

  • Drury S (1993) Image interpretation in geology, 2nd edn. Chapman and Hall, London

    Google Scholar 

  • El Afandy AH (1986) Geological studies and radiometric investigations of El Hudi area, Southeast of Aswan, Egypt. M.Sc. Thesis, Ass. Univ., Egypt.

  • Fahmy MA (2007) Genesis and mineralogy of pegmatitic rocks in El Hudi and Um Hibal areas, Southeastern Desert, Egypt. M. Sc. Thesis, Aswan Fac Sci., 197 p.

  • Fujisada H (1995) Design and Performance of ASTER Instrument. Proc SPIE Int Soc Opt Eng 2583:16–25

    Google Scholar 

  • Ghazaly M (1989) Petrochemistry and metamorphic history of El Hudi gneiss complex, East of Aswan. Egypt Egypt Miner J 1:95–109

    Google Scholar 

  • Ghazaly MK (1979) Geology of the Hudi area, East of Aswan, Egypt. M.Sc. Thesis, Assu. Univ., Egypt.

  • Moghazi AM, Hassanen MA, Hashad MH, Mohamed FH (2001) Garnet-bearing leucogranite in the El Hudi area, southern Egypt: evidence of crustal anatexis during Pan-African low pressure regional metamorphism. J Afr Earth Sci 33:245–259

    Article  Google Scholar 

  • Qari M, Madani A, Matsah M, Hamimi Z (2008) Utilization of Aster and Landsat data in geologic mapping of basement rocks of Arafat Area, Saudi Arabia. Arabian J Sci Eng 33(1C):99–116

    Google Scholar 

  • Ragab AI, El-Gharabawi RI (1985) Geology and petrology of migmatites, Wadi El Hudi area, East of Aswan, Egypt. Twenty Third Annual Meeting, Egypt J Geol (Abstract)

  • Ragab AI, El-Gharbawi RI (1989) Wadi El- Hudi migmatites, east of Aswan, Egypt: a geological study and some geotectonic implications for the Eastern Desert of Egypt. Precambrian Res 44:67–79

    Article  Google Scholar 

  • Roufaiel GS, Hilmy ME, Awad NT (1976) Mineralization and geochemical features of the Hudi Barite deposits. Egypt Bull NRC Egypt 1:91–105

    Google Scholar 

  • Soliman MA (1983) Petrogenesis of the Hudi batholith and related metamorphic rocks in the district east of Aswan. Egypt J Univ Kuwait (Sci) 10:267–278

    Google Scholar 

  • Zalata BA (1966) Geology and mineralogy of pegmatites occurrence at Aswan and Rod El-Biram areas. U.A.R., M.Sc. Thesis, Ain Shams Univ., Egypt

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Corresponding author

Correspondence to A. A. Madani.

Rights and permissions

Reprints and Permissions

About this article

Cite this article

Madani, A.A., Emam, A.A. SWIR ASTER band ratios for lithological mapping and mineral exploration: a case study from El Hudi area, southeastern desert, Egypt. Arab J Geosci 4, 45–52 (2011). https://doi.org/10.1007/s12517-009-0059-8

Download citation

  • Received:

  • Accepted:

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/s12517-009-0059-8

Keywords

  • SWIR ASTER data
  • Lithologic mapping
  • Mineral exploration
  • Band ratio
  • El Hudi area